Metoda calcul SOA

[hpavictor]

In urma solicitarii lui Retrosong , am cautat sa gasesc o alta metoda decat cea experimentala Sper sa fie de folos celor care stau binisor cu matematica ..... Ce parere aveti ?

[wally_gatter]

fte utila in proiectarea de amplificatoare , bv Victor

[retrosong]

prima protectie e buna cu calculele stam mai prost

[hpavictor]

Pai da si tu un exemplu valoric , si poate te ajuta cineva , coleg de forum , poate cei mai priceputi vor face in Excel un tabel , si alegi doar schema de protectie SOA , introduci variabilele , si gata ! Dar asta doar daca se pricepe cineva......

[Patefon]

MOTTO: Cand te scarma in dos e bine sa sa te scarpini cu ambele maini.

 

Asadar ma scarma in dos sa vad daca o pereche NJL4281/NJL4302 (cotati la 15A, 230W si 350V) poate face fata de singura intr-un amplificator alimentat la +/- 37V pentru o sarcina de 4 Ohmi. La prima vedere raspunsul e banal nu ai cum sa-l distrugi cand pe scurt circuit ai sub 10 Amperi. N-am de lucru si ma bag intr-un tabel Excel incercand sa reprezint grafic excursia curent-tensiune prin graficul SOA furnizat in datasheet.

 

SURPRIZA!!!! Cu o boxa suficient de reactiva ai toate sansele sa-i prajesti fara protectie SOA. Evident plecand de la o intrebare am ajuns la mai multe:

 

Mai isi aduce cineva aminte formulele de calcul SOA?

In viata reala cat poate ajunge defazajul intre curent si tensiune pentru o boxa bass-reflex? Poate defaza cu peste 30 de grade?

In viata reala care e sarcina minima care o vede amplificatorul in coada? Scade sub 3.5 Ohmi?

In viata reala cum se modifica graficul SOA odatacu cresterea temperaturii jonctiunii? Banuiesc ca scade, dar cu cat?

 

 

 

Iata si Excelul:

[sk24bpo]

In viata reala sunt destule boxe care intr-o banda ingusta coboara pana spre 2 ohm. In viata reala sunt destule boxe care tot intr-o banda ingusta introduc o defazare de 45 de grade. Calculele pentru un amplificator care nu tine cont de sarcina se fac pentru impedanta de 2 ohm cu defazaj de 60 de grade. Totusi vorbim despre o extrema aici si nu cred ca va fi cazul tau. 3,5ohm cu 30 de grade cum ai ales tu acopera 99% dintre situatiile intalnite zi de zi, deci esti pe drumul cel bun. Ai grija doar la transferul termic.

[Shambala]

De obicei in pdf-urile tranzistorilor de putere este data variatia Pdmax cu temperatura. Uneori nu este aratat acel grafic, caz in care este bine sa consideri ca la Ta =75grd Pdmax scade la 60%.

[UDAR]

Curbele SOA prezentate în DS sunt la 25° și impuls nererpetitiv. Dacă impuls ”nerepetitiv” putem traduce ca suficient de rar și s-o acceptăm ca atare , retrogradarea curbelor în raport cu temperatura este importantă pentru că niciun final de audio proiectat NORMAL și utilizat NORMAL nu are capsula tranzistorilor la 25°. O primă retrogradare se face pe baza puterii disipate - cum a zis și @shambala - și este de regulă cea mai importantă. Totuși , în regiunea a III-a a curbei , cea determinată de străpungerea secundară , o a doua retrogradare trebuie aplicată. E drept , în aplicațiile audio contează mai mult curbele aferente impulsurilor de sub 10ms unde regiunea III este mai puțin extinsă , dar fenomenul merită de avut în vedere. Două note de aplicație - nu strălucitor de limpezi , din păcate : AN875/D în principal ( figura 4 pagina 3 ) dar și AN1628/D , ambele de la ON Semiconductor. Mai sunt , desigur și altele. Din păcate concentrarea este pe aplicațiile de comutație.S-a observat cred , mă refer la BIPOLARI aici.

[Patefon]

Multumesc de sfaturi.

 

Intre timp am gasit un document al domnului Michael Kiwanuka care contine metode de calcul a diverselor tipuri de protectie si am figurat restrangerea SOA in functie de temperatura tinand cont de parametrul "Derate Above 25°C" furnizat in datasheet.

 

La 70 de grade sarcina reactiva musca grozav de bine in afara SOA:

[Patefon]

Draft initial:

 

Aici gasiti documentul care a stat la baza metodei de calcul: http://hifisonix.com/wordpress/wp-conte ... 3-2012.pdf

 

Si aici draftul initial al fisierului Excel (sper sa nu fi gresit ceva):

[UDAR]

@Patefon, am vrut să te întreb de ieri , dar nu am mai apucat . În documentul pe care l-ai indicat ieri , referirea la retrogradarea SOA în funcție de temperatură este sumară și se referă doar la retrogradarea puterii disipate . Există și cealaltă, a curbei de ”secondary breakdown” , despre care nu spune nimic. Am greșit mai devreme ( oarecum ) , nu scade atât de mult ponderea acestei secțiuni - m-am uitat pe niște tranzistoare ON destul de la modă , și au o porțiune consistentă de curbă dominată de străpungerea secundară. Mi-a scăpat ceva ? Mie mi se pare că documentul ( al cărui conținut îl cunoșteam parțial de mult , dar nu în forma asta completă , vezi și discuțiile de pe diyaudio.com ) se referă aproape exclusiv la calculul protecției , nu la downgrade.Discutam , pe un alt subiect , de mot-amp varianta 1992 , adică AN1308 ; și acolo apare curba pe care o citam ieri , adică , pe lângă retrogradarea întregii curbe cu temperatura , se mai face o retrogradare a porțiunii de străpungere secundară !OFFTOPIC . Există un cîntăreț cu același nume - coincidență ( înclin să cred că da ) ???

[Patefon]

@UDAR din pacate baza mea de cunostinte legata de strapungerea secundara este limitata (deh, sunt de meserie tipograf). Am asumat ca degradarea termica in zona strapungerii secundare este identica cu degradarea termica generala (in lipsa unor informatii suplimentare). Caracteristica de protectie pune o marja de securitate suplimentara prin diferenta linie-parabola intre cele doua curbe.Daca exista o dependenta intre strapungerea secundara si temperatura jonctiunii ea poate fi introdusa in graficul SOA la temperatura de lucru.

[UDAR]

Nu-ți fă probleme. Străpungerea secundară , deși bine explicată ca fenomen , este destul de puțin tratată în contextul audio. Majoritatea referințelor sunt privitoare la comutație . Și , de când domeniul comutației a fost aproape exclusiv acaparat de MOSFET - care nu prezintă străpungere secundară , literatura nu s-a mai îmbogățit prea mult . Materialul de care vorbeam datează de prin 2002 dar multe idei sunt MULT mai vechi. Scheme de protecție IV studiam pe timpul facultății ( și asta a fost demuuuult ) într-o culegere de scheme Philips ( nu mai știu cum se chema cartea , cred de fapt că era o culegere de AN ) . Și în audio , mulți susținători ai MOSFET-urilor se prevalează de acest avantaj. Problema mare nu este , până la urmă, proiectarea protecției ci decizia - punctul de pe curbă care vreau să-l ”rejectez” apare natural , normal în semnal sau nu ? Și dacă apare natural , cât de frecvent apare ? Cât de mult stric sunetul dacă îl rejectez ? Pot , la limită, să fac o protecție care să ”îmbrace” în 10%-20% curba (sau linia ) de sarcină rezistivă , de 8Ω. Va măsura excepțional, cu 0,0000 THD , cu zeci de V/µs , cu bandă de la nimic la infinit . O să fac filmulețe pe youtube cât de bine rezistă la scurtcircuit pe ieșire . Și pe urmă , ascult cu muzică reală .... și nu mai înțeleg nimic.

[Blacksmith]

Am calculat si eu pt ampliful meu PA500 si nu imi da bine, imi intra mult in SOA pe sarcina reactiva.

Ampliful tre sa fie de 500W/4ohmi cu 5 perechi de NJW3281-1308. La topicul amplifului meu mi s-a spus ca e destul 5 perechi.

Poate n-am introdus ceva bine in tabela ?

 

[Sharky]

Multumim de calcul! Intr-adevar un tabel f util de urmarit unde te afli fata de SOA. Mai simplu asa decat cu simulatorul.

Poate incerci si o protectie multi panta, cu sarcina inclusa in calcul. Practic panta protectiei e data de sarcina, urmarind oarecum SOA.

Desi si cu asta acoperi SOA destul de bine.

Singurul dezavantaj la aceasta protectie e ca in scurt circuit ampliful va livra curenti destul de mari.

 

Acu, nu e dracul chiar asa de negru, rezista finalii, incarcarea fiind mica. Cand crapa, naiba stie, dar parca dormi mai bine noaptea cand stii ca respecti SOA dat de producator.

 

Cu defazajul boxa da toata gama posibila de la 0 la 90grade, dar din fericire cand defazajul e mare si impedanta e mult mai mare, deci nu e problema.

In general, la o boxa bas reflex, impedanta arata cel mai periculos in zona de bas-midbas 80-200Hz. Modul relativ mic si defazaje de pana la 45 grade. Iar in zona aia intra multa putere.

Sub apar doua varfuri, deci curentul absorbit e zero, iar intre aceste doua rezonante e frecventa de acordaj unde ai defazaj zero, dar si impedanta e minima.